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林翔宇解释,每颗冰雹都记录着独特的气象信息,冰雹云如同黑箱,温度、湿度、环境风速处处不同,又时时变化,身处其中的冰雹生长方式各异,有着完全不同的经历,“最终形成不一样的‘人格’”。研究冰雹,是为了窥探它们在云内的生长机制,辅助提高天气预报水平,减少经济损失。
北京大学的这个冰雹课题小组在2013年成立,不久后,李潇斐入组读博。最初,李潇斐主要采用计算机模拟方式,研究冰雹的形成、运动及与环境的相互作用,“本质上是和数字打交道”,并不清楚真实的云里在发生什么。
没过多久,课题组导师、北京大学教授张庆红决定,要收集冰雹,从实际样本出发来做实验,和模拟结果相对照,让研究更“接地气”。张庆红长期从事“中尺度气象学”研究,关注雷暴、大风、冰雹等强对流天气的形成机制。由于涉及多种严重灾害天气,这也是当代大气科学中最受关注的领域之一。
很多学科都在探索冰雹的奥秘,大气科学的学者想弄清全球变暖对冰雹频率和强度的影响;农业科学的学者想知道冰雹如何影响农作物的产量;计算机科学的研究者,则希望用AI算法更好地进行冰雹风险提示。
作为物理学院的学生,李潇斐开始面对真实的冰雹。它们常在夏天到来,但最初的实验室条件不够,不能保证操作时冰雹不融化,李潇斐只能等到冬天再做实验。封闭的环境中温度太高,他就去物理学院楼顶的仓库,搭上简易的实验台,通着北京冬天的风,切冰雹。研究冰雹成分要使用离子色谱仪,他就泡在化学与分子工程学院的实验室里。
那时,他还肩负一项任务,就是找冰雹。
和雨、雪不同,冰雹的空间尺度更小,“势力范围”通常为几公里到几十公里,最小的范围不过几百米。冰雹的一生也更短,从云中形成胚胎到落地,短则几分钟,长不过十几分钟。离开高空的冰雹,触碰到零摄氏度以上的环境就开始融化,直径1厘米以下的冰雹,可能没有机会到达地面,再大上一点的冰雹,也会在坠落中减去几毫米的腰围。落地后的冰雹,若不及时捡起,难免沾上雨水、灰尘、杂草,影响它存储的“天气记忆”。
满足实验标准的雹子,更是一雹难求。为了拿到冰雹,课题组等过也找过。
一开始,他们到下冰雹最频繁的地方去收集。2014年夏天,课题组一行4人从北京出发去西藏,先坐飞机到拉萨,再坐火车前往那曲。